Autonome Systeme

Realistische Simulationen für Connected Autonomous Vehicles (CAVs)

Die Herausforderung

Connected Autonomous Vehicles (CAVs) sind auf Fahrzeugnetzwerke, fortschrittliche Sensortechnologie und kooperative Wahrnehmung angewiesen, um die Verkehrssicherheit, den Fahrkomfort und die Energieeffizienz zu verbessern. Die Validierung dieser Systeme unter realen Bedingungen bleibt jedoch eine große Herausforderung. 

Die Erfassung von Daten aus der Praxis und physikalische Tests sind kostspielig, zeitaufwendig und schwer skalierbar. Bestehende Simulationsframeworks sind oft auf Single-Agent-Setups, statische Szenarien oder vereinfachte Kommunikationsmodelle beschränkt, sodass sie für das Testen komplexer, sicherheitskritischer Verkehrssituationen mit mehreren interagierenden Fahrzeugen ungeeignet sind. 

Infolgedessen bleibt die Leistung von CAV-Systemen in komplexen Szenarien suboptimal, und potenzielle Kommunikationsfehler oder Sicherheitsrisiken werden oft zu spät im Entwicklungsprozess erkannt. 

Wie wir helfen werden

Um dies zu erreichen, erweitert XITASO das etablierte Single-Agent-Autoware-Framework zu einer skalierbaren Multi-Agent-Simulationsumgebung und kombiniert es mit modernsten KI- und Netzwerksimulationstechnologien: 

  • KI-basierte Generierung realistischer Verkehrsszenarien, Trajektorien und Karten 
  • Generierung multimodaler synthetischer Sensordaten (LiDAR, Radar, RGB-T) mit realistischen Eigenschaften 
  • Integration physikalischer Netzwerksimulatoren zur genauen Modellierung der realen V2X-Kommunikation 
  • Szenario-Management für reproduzierbare und komplexe Testfälle 
  • Ein adaptiver Evaluator zur iterativen Verringerung der Sim2Real-Lücke 
  • Eine nahtlose Interaktion zwischen Simulation und KI-Generierung ermöglicht die Bewertung autonomer Fahrfunktionen unter realistischen und sicherheitskritischen Verkehrsbedingungen. 

Technologien & Themen

Connected Autonomous Vehicles (CAVs) Kooperative intelligente Verkehrssysteme (C-ITS) Kooperative Wahrnehmung Computer Vision Deep Learning Generative KI Simulation vVSS ROS2

Das Forschungsprojekt im Detail

Projektziel

Das Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines hochrealistischen virtuellen Fahrzeugsimulationssystems (vVSS) für vernetzte und autonome Fahrzeuge. 

Das System ermöglicht die effiziente Entwicklung, Erprobung und Validierung von autonomen Fahrfunktionen unter realistischen Verkehrs-, Sensor- und Kommunikationsbedingungen. Durch die Verlagerung kritischer Validierungsschritte in eine virtuelle Umgebung können Entwicklungszyklen erheblich verkürzt und gleichzeitig die Abhängigkeit von kostspieligen physischen Tests reduziert werden. 

Mehrwert

  • Reduzierte Entwicklungs- und Validierungszeit für CAV-Systeme 
  • Geringere Kosten durch weniger physische Testfahrten 
  • Frühzeitige Erkennung von Kommunikationsfehlern und Sicherheitsrisiken 
  • Zuverlässigere Bewertung autonomer Fahrfunktionen 
  • Skalierbare und reproduzierbare Prüfung komplexer Verkehrsszenarien 

Innovation

Bestehende Frameworks wie OpenCDA-ROS, V2XVerse oder AVStack bieten zwar eine nützliche Grundlage, schaffen es jedoch nicht, realistische Sensordaten, Verkehrsszenarien und Kommunikationsmodelle in einer einheitlichen Simulationsumgebung zu kombinieren. 

Dieses Projekt geht über den Stand der Technik hinaus, indem es 

  • generative KI zur Erstellung realistischer, multimodaler Sensordaten einsetzt 
  • Einbeziehung physikalisch basierter Netzwerksimulation für die V2X-Kommunikation 
  • die Ermöglichung groß angelegter Multi-Agenten-Verkehrsszenarien 
  • den Simulationsrealismus durch adaptive Bewertung kontinuierlich verbessert 

Das Ergebnis ist ein deutlich höheres Maß an Realismus und Zuverlässigkeit bei virtuellen Tests im Vergleich zu bestehenden Lösungen. 

Projektbeteiligte und Förderung

Bescheinigung der Förderfähigkeit

BSFZ Siegel

Förderprogramm

Forschungszulage

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Weitere Projekte

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Hannan Keen

Dr. Hannan Ejaz Keen

Tel. +49 821 885 882 281
hannan.keen@xitaso.com